شیشه بوروسیلیکات 3.3: خواص، ترکیب، شوک حرارتی و کاربردهای آزمایشگاهی

تقریباً به هر آزمایشگاه شیمی که کار می کند قدم بزنید و ظروف شیشه ای روی نیمکت بی سر و صدا یک ویژگی مشترک دارند: شیشه بوروسیلیکات 3.3. شماره یک برند، درجه وضوح یا برچسب بازاریابی نیست. این یک نامگذاری ماده است که به یک ویژگی فیزیکی منفرد، یعنی ضریب انبساط خطی متوسط ​​گره خورده است، و مقدار زیادی در مورد نحوه رفتار یک فلاسک، کندانسور، بطری یا راکتور در هنگام گرم شدن، سرد شدن، تخلیه یا پر شدن با مواد شیمیایی تهاجمی را پیش‌بینی می‌کند. درک اینکه 3.3 از کجا آمده است، انتخاب را انجام می دهد ظروف شیشه ای آزمایشگاهی بوروسیلیکات 3.3 به مراتب کمتر از حدس و گمان

معنای واقعی 3.3 در شیشه بوروسیلیکات 3.3 چیست

شیشه بوروسیلیکات 3.3 با ضریب میانگین انبساط خطی آن تعریف می شود: حدود 3.3 × 10-6 در هر کلوین، بین 20 تا 300 درجه سانتی گراد اندازه گیری می شود. این شکل در ISO 3585 نوشته شده است، استانداردی که ویژگی‌های این خانواده شیشه‌ها را توصیف می‌کند، و به همین دلیل است که معمولاً به جای نام اختصاصی، به این ماده به سادگی «3.3» می‌گویند. این استاندارد تلورانس تقریباً مثبت یا منفی 0.1 × 10-6 در هر کلوین را مجاز می‌کند، به همین دلیل است که محصولات تولیدکنندگان مختلف از نظر ابعادی و حرارتی قابل تعویض هستند.

انبساط کم از ترکیب حاصل می شود. یک لیوان معمولی 3.3 حاوی تقریباً 81٪ دی اکسید سیلیکون (SiO2)، حدود 13٪ تری اکسید بور (B2O3)، حدود 4٪ اکسید سدیم (Na2O) و چند درصد اکسید آلومینیوم (Al2O3) همراه با مقادیر کمی اکسید پتاسیم است. بور افزودنی کلیدی است: وارد شبکه سیلیس می شود و میزان کشش ساختار را هنگام گرم شدن محدود می کند. اگر می‌خواهید شیمی را با جزئیات بیشتری بشناسید، توجه داشته باشید ترکیب شیشه بوروسیلیکات و شکل 3.3 یکی یکی از اکسیدها عبور می کند.

از آنجایی که هم ترکیب و هم انبساط استاندارد شده اند، شیشه 3.3 چندین طبقه بندی را به طور همزمان برآورده می کند. این مطابق با شیشه بوروسیلیکات USP نوع I، ASTM E438 نوع I کلاس A، و با ماده تعیین شده به عنوان شیشه بوروسیلیکات 3.3 در DIN ISO 3585 است. برای آزمایشگاه، این همپوشانی به جای آکادمیک عملی است: به این معنی است که یک فلاسک حجمی خریداری شده برای کارهای دارویی و یک فلاسک واکنشی که می توان همان پایه را برای یک ماده سنتز خریداری کرد.

ویژگی های کلیدی در یک نگاه

جدول زیر ارقامی را جمع آوری می کند که بیشترین اهمیت را هنگام برنامه ریزی آزمایشی، نوشتن یک روش یا بررسی اینکه آیا ادعای یک تامین کننده پابرجا است یا خیر.

مقاومت در برابر شوک حرارتی و چرا عدد مهم است

اینکه چگونه یک شیشه در برابر تغییر دمای ناگهانی زنده می ماند، بیشتر به ضریب انبساط آن بستگی دارد، زیرا انبساط چیزی است که وقتی یک قسمت از یک ظرف گرمتر از قسمت دیگر است، استرس داخلی ایجاد می کند. با تقریباً یک سوم انبساط شیشه سودا-آهک، بوروسیلیکات 3.3 تفاوت هایی را تحمل می کند که یک لیوان نوشیدنی معمولی را ترک می کند. در شرایط روزمره، یک ظرف 3.3 با دیواره نازک معمولاً می تواند یک گام تغییر حدود 100 تا 120 کلوین داشته باشد، در حالی که شیشه سودا آهکی با ضخامت مشابه ممکن است در 40 کلوین یا کمتر از کار بیفتد.

جایی که عدد ساده دیگر ساده نیست

ضخامت و هندسه دیوار به اندازه خود ضریب اهمیت دارد. گرما به آرامی در شیشه حرکت می کند، بنابراین یک دیوار ضخیم، شیب داخلی بزرگتری نسبت به دیوار نازک ایجاد می کند. انتقال ناگهانی، مانند برخورد یک پایه سنگین با دیواره جانبی نازک یا یک اتصال ذوب شده در دمای بالا، استرس را متمرکز می کند. به همین دلیل است که دو فلاسک ساخته شده از یک لوله 3.3 زمانی که یکی زیر شیر آب سرد آبکشی می شود و دیگری در هوا خنک می شود، می توانند رفتار بسیار متفاوتی داشته باشند.

بیشتر شکستگی هایی که به دلیل "شیشه بد" عنوان می شود، واقعاً یک مشکل مدیریتی است: گرم کردن یک طرف فلاسک با شعله خالی، ریختن حلال سرد در ظرف داغ، بستن یک اتصال تحت بار خمشی، یا فشار دادن یک مخروط زمینی که شن گرفته شده است. بازپخت در کارخانه یک بار استرس تولید را از بین می برد. دست زدن ملایم روی نیمکت باعث حذف آن می شود.

مقاومت شیمیایی و محدودیت های آن

بوروسیلیکات 3.3 تحت استانداردهای ISO 719 و ISO 720 به عنوان شیشه بسیار مقاوم طبقه بندی می شود و الزامات مقاومت اسیدی ISO 1776 را برآورده می کند. این شیشه در برابر آب، اسیدهای رقیق و غلیظ، محلول های نمکی و اکثر حلال های آلی بدون حمله قابل اندازه گیری مقاومت می کند، به همین دلیل است که از آن برای سیستم های معرف، ذخیره سازی ریز و سیستم های اندازه گیری حجمی معرف، ستون های ریز و حجم سنجی استفاده می شود. داروسازی

استثنائات شناخته شده ای وجود دارد و نادیده گرفتن آنها گران است:

• اسید هیدروفلوریک و هر مخلوط حاوی فلوراید به سرعت به شبکه سیلیس حمله می کند و هرگز نباید در شیشه نگهداری یا نگهداری شود.
• اسید فسفریک غلیظ داغ و قلیایی غلیظ داغ مانند هیدروکسید سدیم یا پتاسیم شیشه را به آرامی اما پیوسته حل می کنند.
• محلول‌های قلیایی که ماه‌ها در بطری باقی می‌مانند، سدیم را از سطح می‌شویند و فیلمی کدر و حکاکی شده باقی می‌گذارند.
• چرخه های مکرر ماشین ظرفشویی قلیایی داغ سطح ظروف حجمی را مه می کند و می تواند بر سوراخ ریز بورت ها و پیپت ها تأثیر بگذارد.

برای تمیز کردن معمول، شوینده‌های خنثی یا با اسیدی ملایم و به دنبال شستشو با آب مقطر، مهربان‌تر از حمام‌های قلیایی قوی هستند، به‌ویژه برای ظروف اندازه‌گیری کلاس A که شرایط سطح بر دقت تأثیر می‌گذارد.

جایی که شیشه بوروسیلیکات 3.3 در آزمایشگاه استفاده می شود

از آنجایی که این ماده پایداری حرارتی، بی اثری شیمیایی و شفافیت نوری را با هم ترکیب می کند، تقریباً در همه جا در آزمایشگاه کار پیدا می شود:

• کار واکنش: فلاسک های ته گرد تک گردنی و چند گردنی، فلاسک های واکنش روکش دار، راکتورهای رومیزی و کشتی های بزرگتر در مقیاس خلبان با درب های منطبق و آداپتورهای همزن.
• رفلاکس و تراکم: کندانسورهای لیبیگ، آلین، گراهام و هوا، انگشتان سرد و مجموعه های رفلاکس کامل.
• تقطیر و تبخیر: سرهای تقطیر، ستون های تکه تکه، مواد بسته بندی، آداپتورهای خلاء برخاست، لامپ های ضد پاشش و اجزای اواپراتور چرخشی.
• فیلتراسیون: قیف ها و بوته های شیشه ای متخلخل، فلاسک های فیلتر و مجموعه های فیلتراسیون با خلاء کامل.
• نگهداری و جابجایی: بطری های معرف با درپوش پیچی، ویال های نمونه، خشک کن ها، بطری های شستشوی گاز و مخازن حلال.
• اندازه گیری و تجزیه و تحلیل: فلاسک های حجمی، بورت ها، پیپت های مدرج، سیلندرهای مدرج، ستون های کروماتوگرافی، مخازن توسعه TLC و لوله های NMR.
• فرآیند و مقیاس آزمایشی: سیستم‌های راکتور شیشه‌ای، خطوط انتقال و شیشه‌های دید برای کارخانه‌هایی که محیط‌های خورنده را مدیریت می‌کنند.

اگر کار شما بر روی سنتز متمرکز است، فلاسک ته گرد سه گردنی در شیشه کلاس A 3.3 قطعه ای است که اغلب به سراغ آن خواهید رفت. یک همزن، یک دماسنج یا قیف اضافه و یک کندانسور را به طور همزمان می پذیرد و مخروطی های استاندارد آن را با هر چیز دیگری در سیستم مشترک قابل تعویض نگه می دارد.

فلاسک سه گردنی ته گرد کلاس A برای سنتز آزمایشگاهی فلاسک ته گرد سه گردنی کلاس A برای سنتز ارگانیک و حرارت کنترل شده، در اندازه های 50 میلی لیتر تا 2000 میلی لیتر با اتصالات استاندارد موجود است. مشاهده محصول →

در قسمت ذخیره سازی، یک بطری معرف با درپوش آبی در شیشه بوروسیلیکات بالا 3.3 نیروی کار آرام قفسه است: درپوش پیچ بدون چربی مهر و موم می شود، دیوار به اندازه کافی ضخیم است که بتوان آن را به کار گرفت و مواد اسیدها و حلال هایی را که معمولاً در دسترس هستند، دور می کند.

بطری معرف با سرپوش آبی در شیشه بوروسیلیکات 3.3 یک بطری معرف بوروسیلیکات 3.3 با درپوش آبی برای نگهداری معرف آزمایشگاهی مطمئن، از 100 میلی لیتر تا 20000 میلی لیتر با مهر و موم رزوه ای موجود است. مشاهده محصول →

نکات کاربردی نیمکت برای کار با ظروف شیشه ای 3.3

چند عادت 3.3 ظروف شیشه ای را سال ها به جای ماه ها در خدمت نگه می دارند:

1. اتصالات زمین را در صورت امکان تمیز و خشک کنید. اگر میله ای به روغن کاری نیاز دارد، از آستین های PTFE یا کمی گریس سیلیکونی استفاده کنید و سپس آن را تمیز کنید.
2. فلاسک های چند گردنی و کندانسورهای سنگین را با گیره هایی که در بالای محل اتصال قرار می گیرند پشتیبانی کنید. شیشه هرگز نباید وزن خود را در زاویه تحمل کند.
3. مفاصل را با چرخش ملایم به جای زور آب بندی کنید. یک مخروط گرفتگی معمولاً با یک مفصل خمیده، کثیف یا بیش از حد سفت شروع می شود.
4. به آرامی با مانتو، حمام روغن یا بلوک حرارتی گرم کنید. از شعله مستقیم اجتناب کنید و هرگز حرارت موضعی را روی یک نقطه نازک یا یک منطقه تعمیر شده اعمال نکنید.
5. به تدریج خنک کنید. شستشوی فلاسک مستقیماً از حمام 200 درجه سانتیگراد زیر آب سرد، شایع ترین علت شکستگی غیرقابل توضیح است.
6. تفاوت دما را به جای دمای مطلق تماشا کنید. 3.3 دسته شیشه ای 300 درجه سانتیگراد به راحتی. به شیب 150 کلوین در عرض چند سانتی متر دیوار اعتراض دارد.
7. قبل از هر کار با جاروبرقی، رینگ ها و اتصالات را از نظر ترک های ریز بررسی کنید. ظروف شیشه ای تخلیه شده مقدار شگفت انگیزی انرژی را ذخیره می کنند.

انتخاب 3.3 ظروف شیشه ای متناسب با کار شما

هنگامی که کاتالوگ ها را با هم مقایسه می کنید، به جای کلمه "بوروسیلیکات"، رقم بسط را بخواهید. شیشه های خنثی و سایر مواد با انبساط بالا گاهی اوقات به عنوان بوروسیلیکات توصیف می شوند، اما رفتار آنها در یک صفحه گرم کاملاً متفاوت است. فراتر از مواد، اندازه اتصالات را در برابر ظروف شیشه ای که قبلاً دارید، ضخامت دیواره برای بار حرارتی مورد انتظارتان و اینکه آیا ابزار اندازه گیری دارای علامت کلاس A است را بررسی کنید.

Shanghai Heqi Glassware از سال 2002 با کارگاه های شیشه ای، فلزکاری و مونتاژ خود، ظروف استاندارد اتصال زمینی را تولید می کند و ما قطعات خود و سایر سازندگان را تامین می کنیم تا یک آزمایشگاه بتواند یک مجموعه کامل را در یک سفارش بسازد. اگر مطمئن نیستید که فلاسک یا بطری خاص 3.3 اصلی است، ما خوشحالیم که قبل از خرید در مورد مشخصات با شما صحبت کنیم.

حتی یک لیوان ساده با فرم پایین نیز از همین رشته بهره می برد. یک لیوان 3.3 با دیواره ضخیم و پایه صاف به طور یکنواخت روی یک صفحه داغ گرم می شود، از حرکت سریع به سمت یک نیمکت سرد دوام می آورد و به شما امکان می دهد محلول را بدون فشار به چشمان خود تماشا کنید.

لیوان شیشه ای بوروسیلیکات کم شکل برای شیمی آزمایشگاهی یک لیوان بوروسیلیکات 3.3 کم شکل برای گرم کردن یکنواخت و مشاهده واکنش واضح، با یک دهانه ریزش و پایه صاف برای هم زدن. مشاهده محصول →

شیشه بوروسیلیکات 3.3 یکی از معدود استانداردهای آزمایشگاهی است که برای چندین دهه بدون تغییر باقی مانده است و این پایداری کل نکته است. عدد انبساط را به شما می‌گوید، انبساط رفتار حرارتی را به شما می‌گوید، و استاندارد به شما می‌گوید که اتصال یک سازنده همچنان با کندانسور دیگری مطابقت دارد. ظروف شیشه ای خود را با این شرایط انتخاب کنید، با مفاصل به آرامی رفتار کنید، حمام های قلیایی داغ را از آن دور نگه دارید و برای مدت طولانی روی نیمکت شما کار خواهد کرد.